DE102014114801A1

DE102014114801A1 - Turbomachine with semi-axial impeller

Info

Publication number: DE102014114801A1
Application number: DE102014114801.0A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Lutz; Paul Uwe Thamsen; Marcus Beck
Original assignee: Lutz Pumpen GmbH
Current assignee: Lutz Pumpen GmbH
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2016-04-14
Anticipated expiration: 2034-10-14
Also published as: DE102014114801B4

Abstract

Es ist bekannt, in Fass- und Behälterpumpen axiale und radiale Laufräder zu verwenden, da die dort verwendeten Pumpenlanzen klare Grenzen für die verwendeten Laufräder setzen. Mit steigenden Volumenströmen steigt hierbei jedoch auch die erforderliche Leistung, so dass die zum Antrieb der Laufräder eingesetzten Motoren für den Fall großer Volumenströme ausreichend dimensioniert sein müssen, mithin für viele Anwendungen überdimensioniert und damit teuer sind. Die Erfindung sucht nach einer Möglichkeit, die Leistung über dem Volumenstrom möglichst konstant zu halten, und damit eine exaktere Anpassung des Motors zu ermöglichen. Dies gelingt durch den Einsatz eines halbaxialen Laufrads mit nachgeschaltetem Leitrad in einem Röhrengehäuse.It is known to use in barrel and container pumps axial and radial wheels, as the pump lances used there set clear limits for the wheels used. With increasing volume flows, however, the required power also increases, so that the motors used to drive the wheels must be sufficiently dimensioned for the case of large volume flows, and therefore oversized for many applications and thus are expensive. The invention seeks a way to keep the power above the flow rate as constant as possible, and thus to allow a more accurate adjustment of the engine. This is achieved by the use of a semi-axial impeller with downstream stator in a tube housing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine mit einem halbaxialen Laufrad. The present invention relates to a turbomachine with a semi-axial impeller.

Das Strömungsverhalten zu fördernder Medien innerhalb von Fass- oder Behälterpumpen ist bislang noch weitgehend unerforscht. Üblicherweise werden in Fass- und Behälterpumpen entweder axiale Laufräder verwendet, die insbesondere bei niedrigem Druck und der Anforderung eines hohen Fördervolumens Anwendung finden, oder aber bei einer Anforderung von hohen Drücken radiale Laufräder. The flow behavior of media to be conveyed within drum or container pumps has so far been largely unexplored. Usually in barrel and container pumps either axial impellers are used, which are used in particular at low pressure and the requirement of a high delivery volume, or at a request of high pressures radial wheels.

Im Fall des Einsatzes eines radialen Laufrades treten jedoch mit sinkendem Volumenstrom höhere Drehzahlen auf, bis die höchsten Drehzahlen praktisch im Leerlauf erreicht werden. Ein derartiger Betrieb bedeutet eine hohe thermische Belastung für das Motorgehäuse und die eingesetzten elektronischen Bauteile. Darüber hinaus entwickelt sich eine störende Geräuschkulisse sowie ein höherer Verschleiß in dieser Betriebsform. In the case of the use of a radial impeller, however, higher speeds occur with decreasing volume flow, until the highest speeds are reached practically at idle. Such operation means a high thermal load on the motor housing and the electronic components used. In addition, a disturbing noise and a higher wear in this form of operation develops.

Im Fall des Einsatzes eines axialen Laufrades sinkt die Drehzahl mit sinkendem Volumenstrom, aber die Leistung steigt an, so dass der Motor mehr belastet oder sogar überlastet wird und somit ebenfalls höhere thermische Belastung erfährt. In the case of using an axial impeller, the speed decreases with decreasing volume flow, but the power increases, so that the engine is more loaded or even overloaded and thus also experiences higher thermal load.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bestehenden Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Im Einzelnen stellt sich also zunächst die Aufgabe, die Drehzahl und die Leistung über den Volumenstrom konstant zu halten, gleichzeitig aber den Wirkungsgrad möglichst zu steigern. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Strömungsmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere sinnvolle Ausgestaltungen sowie die Verwendung einer derartigen Strömungsmaschine können den Unteransprüchen entnommen werden. Against this background, the present invention has the object to overcome the existing disadvantages of the prior art. In detail, therefore, the first task is to keep the speed and the power constant over the volume flow, but at the same time to increase the efficiency as possible. This object is achieved by a turbomachine according to the features of claim 1. Further useful embodiments and the use of such a turbomachine can be taken from the dependent claims.

Im Rahmen der Entwicklung wurde nach Alternativen zu den bereits bekanntermaßen eingesetzten axialen und radialen Laufrädern gesucht. Aus dem Bereich der Kreiselpumpen ist ferner das so genannte halbaxiale Laufrad bekannt, welches bislang allerdings lediglich in diesen Kreiselpumpen eingesetzt worden ist. Kreiselpumpen sind aufgrund ihrer Dimensionen mit den Fasspumpen nicht vergleichbar, da die Fasspumpen durch eine vergleichsweise kleine Einführöffnung in den Behälter eingebracht werden müssen und deswegen eine zylindrische Begrenzung im Bauraum aufweisen, während Kreiselpumpen als Teile von industriellen Anlagen praktisch beliebige Dimensionen annehmen können. As part of the development, alternatives were sought to the already known axial and radial impellers. From the field of centrifugal pumps also known as the so-called semi-axial impeller is known, which has been used but only in these centrifugal pumps so far. Centrifugal pumps are not comparable due to their dimensions with the barrel pumps, since the barrel pumps must be introduced through a comparatively small insertion into the container and therefore have a cylindrical boundary in the space, while centrifugal pumps can accept as parts of industrial facilities virtually any dimensions.

Durch den Einsatz eines halbaxialen, vorzugsweise doppelt gekrümmten Laufrades mit axialer Längsspaltgestaltung im Zusammenhang mit einem hieran angepassten Leitrad ergibt sich eine Strömungsmaschine, welche in einem Röhrengehäuse angeordnet werden kann und daher als Fass- oder Behälterpumpe einsetzbar ist. Hierbei werden die Vorteile eines halbaxialen Laufrades mit den spezifischen Randbedingungen in einer Fasspumpenumgebung zu einer neuen Hydraulikeinheit kombiniert. Die halbaxiale Laufradform erlaubt eine Realisierung einer nahezu konstanten Leistungsaufnahme, unabhängig von den geforderten Volumenströmen. Aufgrund dieser konstanten Leistungsaufnahme entfallen Leistungsspitzen insbesondere im Bereich des Leerlaufs, so dass eine bessere Dimensionierung des Motors zum Antrieb des Laufrades ermöglicht wird. Dadurch, dass das halbaxiale Laufrad einen Gleichlauf unabhängig vom Volumenstrom auf geringem Drehzahlniveau des eingesetzten Universalmotors erlaubt, können Motoren mit deutlich geringerer Leistung eingesetzt werden, was zum einen einen Kostenvorteil bringt, zum anderen aber ein deutlich ruhigeres Laufverhalten der Strömungsmaschine bewirkt. Through the use of a semi-axial, preferably double-curved impeller with axial longitudinal gap configuration in connection with a stator adapted thereto results in a turbomachine, which can be arranged in a tubular housing and therefore can be used as a drum or container pump. Here, the advantages of a semi-axial impeller are combined with the specific boundary conditions in a drum pump environment to form a new hydraulic unit. The semi-axial impeller shape allows a realization of a nearly constant power consumption, independent of the required volume flows. Due to this constant power consumption accounts for power peaks, especially in the range of idling, so that a better dimensioning of the motor for driving the impeller is made possible. The fact that the semi-axial impeller allows synchronous operation regardless of the volume flow at a low speed level of the universal motor used motors with significantly lower power can be used, which on the one hand brings a cost advantage, but on the other causes a much quieter running behavior of the turbomachine.

Im zweiten Schritt kann bei verbesserter Q-H-Kennlinie die Drehzahl gesenkt werden und damit die Geräuschbelastung, die Leistung und die thermische Belastung abermals verringert werden In the second step, with improved Q-H characteristic, the speed can be reduced and thus the noise load, the power and the thermal load can be reduced again

Im Einzelnen weist das halbaxiale Laufrad einen glockenförmigen Abweiser auf, sowie ein außenliegendes Deckband, zwischen denen eine Mehrzahl von Schaufeln aufgespannt sind. Abweiser und Deckband geben hierbei die Strömungsrichtung des zu fördernden Mediums vor, welches gleichzeitig in axialer und radialer Richtung gefördert wird. In detail, the semi-axial impeller has a bell-shaped deflector, as well as an outer shroud, between which a plurality of blades are spanned. Deflector and shroud hereby specify the flow direction of the medium to be conveyed, which is conveyed simultaneously in the axial and radial directions.

Dementsprechend weisen mit einigem Vorteil auch die Schaufeln, welche zwischen dem Abweiser und dem Deckband aufgespannt sind, eine doppelte Krümmung auf, nämlich sowohl in die axiale als auch überlagert in die radiale Richtung. Accordingly, with some advantage, the blades which are stretched between the deflector and the shroud, a double curvature, namely both in the axial and superimposed in the radial direction.

Das Deckband besitzt eine dem Röhrengehäuse zugewandte Außenflanke, die zwischen sich und dem Röhrengehäuse einen Längsspalt einschließt. In diesem Längsspalt kann von dem Laufrad bereits gefördertes Medium gegebenenfalls wieder entgegen der Strömrichtung im Laufrad abfließen, wobei sich aufgrund des so genannten Lomakin-Effekts eine Stabilisierung des Laufrades einstellt. Auch diese weitere Stabilisierung trägt zur Laufruhe der Gesamtanordnung bei. Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Längsspalt eine konstante Breite von wenigstens näherungsweise 0,2 mm aufweist. Es kann dem Längsspalt an der Außenflanke des Deckbands oder aber auch alternativ oder ergänzend an der Gehäusewand unter lokaler Vergrößerung der Spaltbreite eine Rillenanordnung zugeordnet sein, in der sich der Rückstrom in Gegenstromrichtung verfängt und Verwirbelungen bildet. Durch diese Wirbelbildung wird der Rückstrom reduziert und damit der Wirkungsgrad der Anordnung nochmals verbessert. Die Rillen können sowohl radial und damit steigungsfrei sein, als auch gewindeförmig angeordnet, d.h. mit einer Steigung versehen sein. The shroud has a tube housing facing the outer edge, which includes a longitudinal gap between itself and the tube housing. In this longitudinal gap, medium already conveyed by the impeller may, if appropriate, flow away again counter to the direction of flow in the impeller, with stabilization of the impeller occurring due to the so-called lomakin effect. This further stabilization contributes to the smoothness of the overall arrangement. It has proven to be advantageous if the longitudinal gap has a constant width of at least approximately 0.2 mm. It may be assigned to the longitudinal gap on the outer edge of the shroud or alternatively or additionally to the housing wall under local enlargement of the gap width a groove arrangement in which the return current in the counterflow direction catches and makes eddies. By this vortex formation, the return current is reduced, thereby further improving the efficiency of the arrangement. The grooves may be both radial and thus slope-free, as well as thread-shaped, ie be provided with a slope.

Um eine geeignete Leitung des Hauptstroms innerhalb des Laufrades zu fördern, weist das Deckband auf seiner dem Abweiser zugewandten Seite eine Aufwölbung auf, die den Durchgang durch das Laufrad in Kombination mit der konvexen Form des Abweisers verengt und damit die Fließgeschwindigkeit innerhalb des Laufrades erhöht. In order to promote a suitable conduction of the main flow within the impeller, the shroud on its side facing the deflector on a bulge, which narrows the passage through the impeller in combination with the convex shape of the deflector and thus increases the flow rate within the impeller.

Zwischen dem rotierenden Laufrad und dem feststehenden, in dem Röhrengehäuse aufgenommenen Leitrad ist ein axialer Spalt vorgesehen, welcher von dem aus dem Laufrad axial austretenden Hauptstrom überwunden werden muss, bevor der Hauptstrom in den Bereich des Leitrades eintritt. Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft erwiesen, den axialen Spalt in einer Breite von etwa 2 bis 3 mm auszugestalten. Between the rotating impeller and the stationary, accommodated in the tubular housing stator, an axial gap is provided, which must be overcome by the impeller axially exiting main flow before the main flow enters the region of the stator. It has proven to be advantageous in this context to design the axial gap in a width of about 2 to 3 mm.

Das Leitrad selbst kann mit einigem Vorteil zunächst im Wesentlichen zylindrisch geformt sein, also eine zylindrische Achse darstellen, welche jedoch mit einigem Vorteil wenigstens einen sich in Stromrichtung verjüngenden Konusabschnitt besitzt. Während der Durchmesser des Leitrades nach dem Übergang vom Laufrad zunächst der axialen Abströmung am Laufrad entspricht, verringert sich durch die Verjüngung in Stromrichtung wieder die Fördergeschwindigkeit des Mediums, so dass das Leitrad hier als Diffusor wirkt. Es erhöht sich jedoch im Gegenzug der Druck, so dass durch diese Maßnahme eine größere Förderhöhe erreicht werden kann. The stator itself may, with some advantage, initially be substantially cylindrically shaped, that is to say represent a cylindrical axis, which, however, with some advantage has at least one conical section tapering in the direction of flow. While the diameter of the stator after the transition from the impeller initially corresponds to the axial outflow on the impeller, the conveyor speed of the medium is reduced again by the taper in the direction of flow, so that the stator acts as a diffuser here. However, in return, the pressure increases, so that a larger delivery height can be achieved by this measure.

Ferner können auch dem Leitrad eine Mehrzahl von Lamellen zugeordnet sein, welche ihrerseits ebenfalls eine doppelte Krümmung, also eine axiale mit einer überlagerten radialen Krümmung, aufweisen. Auch hieraus ergibt sich eine besonders verlustarme Strömungsleitung in das sich anschließende Steigrohr, welche gegenüber bekannten Gestaltungen deutlich verlustärmer ist. Furthermore, the stator may be associated with a plurality of lamellae, which in turn also have a double curvature, ie an axial with a superimposed radial curvature. This also results in a particularly low-loss flow line in the subsequent riser, which is much lower loss compared to known designs.

Das Röhrengehäuse kann ferner eine nach innen gewölbte Einlaufkontur aufweisen, so dass die eventuell auftretenden Rückströme durch diese Wölbung direkt nach außen gedrückt werden und den Hauptstrom in das Laufrad hinein möglichst wenig beeinflussen. Im Bereich der Einlaufkontur ist das Laufrad so positioniert, dass es über die Einlaufkontur nicht übersteht, sondern allenfalls bündig abschließt oder gegenüber dieser zurückversetzt ist. The tube housing may also have an inwardly curved inlet contour, so that the possibly occurring backflows are pressed by this curvature directly to the outside and affect the main flow into the impeller as little as possible. In the area of the inlet contour, the impeller is positioned so that it does not protrude beyond the inlet contour, but at best terminates flush or is set back relative thereto.

Neben einer Verwendung einer derartigen Strömungsmaschine als Fass- oder Behälterpumpe sind auch andere Verwendungen denkbar, insbesondere auch eine Förderung von gasförmigen Medien wie Luft in einer Lüfteranlage und dergleichen mehr. In addition to a use of such a turbomachine as a drum or container pump, other uses are conceivable, in particular a promotion of gaseous media such as air in a fan system and the like.

Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention described above will be explained in more detail below with reference to an embodiment.

Es zeigen Show it

1 einen Abweiser eines erfindungsgemäßen axialen Laufrades in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben, 1 a deflector of an axial impeller according to the invention in a perspective view obliquely from above,

2 den Abweiser gemäß 1 nach der Hinzufügung von Schaufeln in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben, 2 the deflector according to 1 after the addition of blades in a perspective view obliquely from above,

3 den Abweiser gemäß 2 nach der weiteren Hinzufügung eines Deckbandes und damit erfolgter Vervollständigung zu einem Laufrad in perspektivischer Darstellung, 3 the deflector according to 2 after the further addition of a shroud and thus completed completion to an impeller in perspective,

4 ein Leitrad zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Strömungsmaschine in einer perspektivischen Darstellung, 4 a stator for use in a turbomachine according to the invention in a perspective view,

5 eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine in einer Meridianschnittdarstellung, sowie 5 a turbomachine according to the invention in a Meridianschnittdarstellung, as well

6 eine Variante der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine gemäß 5, ebenfalls in einer Meridianschnittdarstellung. 6 a variant of the turbomachine according to the invention 5 , also in a meridian section.

1 zeigt einen Abweiser 11 eines Laufrades 10, welches als halbaxiales Laufrad 10 ausgestaltet werden soll. Der Abweiser 11 drückt das zu fördernde Medium in einen Strömungskanal, welcher sowohl einen radialen Anteil als auch einen axialen Anteil besitzt, was eine nahezu konstante Leistungsaufnahme weitgehend unabhängig von den zu fördernden Volumenströmen ermöglicht. 2 zeigt den um eine Mehrzahl von Schaufeln 12 ergänzten Abweiser 11, wobei die Schaufeln 12 doppelt gekrümmt sind. Die Schaufeln 12 weisen also gleichzeitig eine Krümmung in axialer und in radialer Richtung auf, so dass sie dem zu fördernden Volumenstrom des Mediums eine dementsprechende Richtung vorgeben können. In 3 ist ein vollständiges Laufrad 10 dargestellt, welches im Vergleich zur 2 zusätzlich über ein Deckband 13 verfügt, welches an seiner Außenflanke 15 eben ist, aber auf seiner dem Abweiser 11 zugewandten Seite eine Aufwölbung 14 besitzt. Hierdurch wird das zu fördernde Medium nochmals in radialer Richtung begrenzt und aufgrund der Aufwölbung 14 im weiteren Strömungsverlauf zunächst in axialer, dann auch in radialer Richtung abgeleitet und beschleunigt. 1 shows a deflector 11 an impeller 10 , which as a semi-axial impeller 10 should be designed. The deflector 11 presses the medium to be conveyed in a flow channel which has both a radial portion and an axial portion, which allows a nearly constant power consumption largely independent of the volume flows to be delivered. 2 shows that around a plurality of blades 12 supplemented deflectors 11 , with the blades 12 are doubly curved. The shovels 12 Thus, at the same time, they have a curvature in the axial and in the radial direction, so that they can specify a direction corresponding to the volume flow of the medium to be delivered. In 3 is a complete wheel 10 shown, which compared to 2 additionally over a cover band 13 which has on its outer flank 15 is just, but on his the deflector 11 facing side a bulge 14 has. As a result, the medium to be conveyed is again limited in the radial direction and due to the bulge 14 derived and accelerated in the further course of flow first in the axial, then in the radial direction.

4 zeigt das sich an das Laufrad 10 gemäß 3 anschließende Leitrad 20. Das Leitrad 20 weist zunächst eine Achse 21 auf, welche im Wesentlichen zylindrisch gebildet ist. In seinem an das Laufrad 10 anschließenden Bereich weist das Leitrad 20 wiederum einen entsprechend breiteren zylindrischen Abschnitt auf. Zwischen diesem und einem weiteren zylindrischen Abschnitt ist ein Konusabschnitt 23 angeordnet, über den sich das Leitrad 20 in Strömungsrichtung verjüngt. Von der dem Laufrad 10 zugewandten Kante bis in den Bereich der zylindrischen Achse 21 weist das Leitrad 20 eine Mehrzahl von Lamellen 22 auf, welche doppelt gekrümmt sind, also eine Krümmung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung aufweisen. Dies erlaubt eine besonders verlustarme Strömungsleitung in das Steigrohr hinein, da der vom Laufrad 10 ankommende Volumenstrom in seiner Bewegungsrichtung aufgefangen und in die gewünschte rein axiale Richtung umgelenkt wird. 4 This shows the impeller 10 according to 3 subsequent stator 20 , The stator 20 first has an axis 21 which is formed substantially cylindrical. In his on the impeller 10 subsequent area has the stator 20 again a correspondingly wider cylindrical section. Between this and another cylindrical section is a cone section 23 arranged over which the stator 20 tapered in the direction of flow. From the impeller 10 facing edge to the area of the cylindrical axis 21 has the stator 20 a plurality of fins 22 on, which are doubly curved, so have a curvature in both the axial and in the radial direction. This allows a particularly low-loss flow line in the riser inside, as that of the impeller 10 incoming flow is collected in its direction of movement and deflected in the desired purely axial direction.

5 zeigt in Meridialschnittdarstellung die Gesamtanordnung aus Röhrengehäuse 1, darin drehfest aufgenommenem Leitrad 20 und von diesem aus gesehen stromaufwärts liegendem, über eine Antriebswelle 3 rotierbarem Laufrad 10. Im Betrieb dieser Strömungsmaschine wird zunächst eine Hauptströmung 5 zum Laufrad gezogen, welches diese Hauptströmung aufgrund seiner Rotation in dem Röhrengehäuse 1 in Richtung des Leitrads 20 weiterfördert. In der Hauptströmung 5 erhöht sich hierbei aufgrund der durch die Schaufeln 12 übertragenen Kraft zwischen dem Abweiser 11 und dem Deckband 13 die Geschwindigkeit, es wird beschleunigt und weitergefördert. Das Deckband 13 weist hierzu eine Aufwölbung 14 auf, welche gemeinsam mit dem glockenförmigen Schnitt des Abweisers 11 zu einem Kanal für die Hauptströmung 6 wird. Die von dem Laufrad 10 kommende Hauptströmung 6 wird über einen axialen Spalt 18 hinweg zu dem Leitrad 20 gefördert, welches in dem Röhrengehäuse 1 drehfest aufgenommen ist. Das Leitrad 20 lenkt mit seinen Lamellen 22 die Hauptströmung 8 in eine axiale Strömung um und wird aufgrund des Konusabschnitts 23, welcher sich in Strömungsrichtung verjüngt, die Fließgeschwindigkeit des Mediums senken und gleichzeitig den Förderdruck erhöhen. 5 shows in Meridialschnittdarstellung the overall arrangement of tube housing 1 , rotatably received in the stator 20 and seen from this upstream, via a drive shaft 3 rotatable impeller 10 , During operation of this turbomachine first becomes a main flow 5 pulled to the impeller, which this main flow due to its rotation in the tube housing 1 in the direction of the stator 20 further promotes. In the mainstream 5 increases due to the blades 12 transmitted force between the deflector 11 and the shroud 13 the speed, it is accelerated and further promoted. The shroud 13 this has a bulge 14 on, which together with the bell-shaped section of the deflector 11 to a channel for the mainstream 6 becomes. The from the impeller 10 coming mainstream 6 is over an axial gap 18 away to the stator 20 promoted, which in the tube housing 1 is received rotatably. The stator 20 steers with its slats 22 the mainstream 8th in an axial flow and is due to the cone section 23 , which tapers in the flow direction, lower the flow rate of the medium and at the same time increase the delivery pressure.

6 ergänzt die Darstellung in 5 um eine Mehrzahl von Rillen, welche in das Deckband 13 an dessen Außenflanke 15 eingebracht sind. Da hinter dem Laufrad 10, also zwischen diesem und dem Leitrad 20, der Druck höher ist als im Einlaufbereich des Röhrengehäuses 1, entsteht über einen zwischen dem Deckband 13 und dem Röhrengehäuse 1 notwendig bestehenden Längsspalt 17 ein Rückstrom, welcher das Fördervolumen der Gesamtanordnung vermindert. Um diese Spaltströmung 7 zu verringern, dienen die genannten Rillen 16, in welchen sich Teile der Spaltströmung 7 verfangen und Wirbel bilden, die die Spaltströmung 7 reduzieren. Gleichzeitig ergibt sich durch das Vorhandensein der Spaltströmung 7 eine Stabilisierung des Laufrades 10 aufgrund des so genannten Lomakin-Effekts. Die dennoch durchkommende Spaltströmung 7 wird aufgrund der nach außen gewölbten Einlaufkontur 2 am unteren Ende des Röhrengehäuses 1 direkt zur Seite abgelenkt und damit aus dem Bereich der Hauptströmung 5 fortgeleitet, um diese nicht zu stören. 6 completes the presentation in 5 around a plurality of grooves, which are in the shroud 13 on its outer flank 15 are introduced. There behind the wheel 10 So between this and the stator 20 , the pressure is higher than in the inlet area of the tube housing 1 , arises over one between the shroud 13 and the tube housing 1 necessary existing longitudinal gap 17 a return flow, which reduces the delivery volume of the overall arrangement. To this gap flow 7 To reduce, serve the said grooves 16 in which parts of the gap flow 7 catch and vortex form the gap flow 7 to reduce. At the same time results from the presence of the gap flow 7 a stabilization of the impeller 10 due to the so-called lomakin effect. The nevertheless passing through gap flow 7 is due to the outwardly curved inlet contour 2 at the bottom of the tube housing 1 deflected directly to the side and thus out of the area of the main flow 5 forwarded so as not to disturb them.

Vorstehend beschrieben ist somit eine Strömungsmaschine mit einem Röhrengehäuse und einem halbaxialen Laufrad, welche sich zur Verwendung in einer Fass- und Behälterpumpe eignet. Die Einzelkomponenten der Hydraulik sind in fast allen Pumpen zu finden, sind in diesem besonderen Fall jedoch speziell für die Fass- und Behälterpumpenanwendung in einem Röhrengehäuse optimiert worden. Die hierbei entwickelte doppeltgekrümmte, geschlossene halbaxiale Laufradform mit einem axialen Längsspalt und die konsequente Auslegung aller Komponenten in Richtung einer konstanten Leistungsaufnahme, welche vom Volumenstrom unabhängig ist, stellt den wesentlichen Vorteil der vorliegenden Erfindung dar. Thus described above is a turbomachine having a tube housing and a semi-axial impeller suitable for use in a drum and container pump. The individual components of the hydraulics can be found in almost all pumps, but in this particular case they have been optimized especially for the barrel and container pump application in a tube housing. The case developed double-curved, closed semi-axial impeller shape with an axial longitudinal gap and the consistent design of all components in the direction of a constant power consumption, which is independent of the volume flow, represents the main advantage of the present invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Röhrengehäuse tube housing
2 2: Einlaufkontur inlet contour
3 3: Antriebswelle drive shaft
4 4: Meridian meridian
5 5: Hauptströmung zum Laufrad Main flow to the impeller
6 6: Hauptströmung vom Laufrad Main flow from the impeller
7 7: Spaltströmung vom Laufrad Slit flow from the impeller
8 8th: Hauptströmung im Leitrad Main flow in the stator
10 10: Laufrad Wheel
11 11: Abweiser deflector
12 12: Schaufel shovel
13 13: Deckband shroud
14 14: Aufwölbung upheaval
15 15: Außenflanke outer flank
16 16: Rillen grooves
17 17: Längsspalt longitudinal gap
18 18: radialer Spalt radial gap
20 20: Leitrad stator
21 21: Achse axis
22 22: Lamelle lamella
23 23: Konusabschnitt cone section

Claims

Turbomachine with a tube housing ( 1 ) with an inlet-side, by means of a motor-driven drive shaft ( 3 ) rotatable, semi-axial impeller ( 10 ), to which a non-rotatably connected to the tube housing ( 1 ) connected stator ( 20 ).

Turbomachine according to claim 1, characterized in that the semi-axial impeller ( 10 ) from a bell-shaped deflector ( 11 ) and an outer shroud ( 13 ), wherein between deflector ( 11 ) and shroud ( 13 ) a plurality of blades ( 12 ) are spanned.

Turbomachine according to claim 2, characterized in that the blades ( 12 ) have an axial and a superimposed radial curvature.

Turbomachine according to one of claims 2 or 3, characterized in that the shroud ( 13 ) with a tube housing ( 1 ) facing outer edge ( 15 ) between itself and the tube housing ( 1 ) a longitudinal gap ( 17 ).

Turbomachine according to claim 4, characterized in that the radial longitudinal gap ( 17 ) has a constant width of at least approximately 0.2 mm.

Turbomachine according to one of claims 4 or 5, characterized in that the outer edge ( 15 ) of the shroud ( 13 ) and / or the tube housing ( 1 ) in the region of the longitudinal gap ( 17 ), optionally deviating from an otherwise constant width, radial grooves ( 16 ) or thread-shaped grooves are associated with a slope.

Turbomachine according to one of claims 2 to 6, characterized in that the shroud ( 13 ) on his the deflector ( 11 ) facing side a bulge ( 14 ) having.

Turbomachine according to one of the preceding claims, characterized in that between the impeller ( 10 ) and the stator ( 20 ) an axial gap ( 18 ) is included.

Turbomachine according to claim 8, characterized in that the axial gap ( 18 ) has a width of at least approximately 2 mm.

Turbomachine according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 20 ) a section-wise cylindrical axis ( 21 ), which at least one in the flow direction tapered cone section ( 23 ).

Turbomachine according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 20 ) a plurality of fins ( 22 ) are associated with an axial and a superimposed radial curvature.

Turbomachine according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular casing ( 1 ) an inwardly curved inlet contour ( 2 ) having.

Use of a turbomachine according to one of the preceding claims in a barrel pump or as a fan.